RÉSUMÉ, TENDANCE DOMINANTE ET RECOMMANDATIONS

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1 RÉSUMÉ, TENDANCE DOMINANTE ET RECOMMANDATIONS 1. Résumé 1.1. Les systèmes embarqués procèdent de la microélectronique, non du logiciel Le domaine de l embarqué provient de l industrie de la microélectronique ou des grands donneurs d ordre (défense, aérospatiale, télécommunications, transport en commun et automobile ). Peu ou pas d éditeurs de logiciel sont présents parmi les entreprises de systèmes embarqués. Ce sont les entreprises de microélectronique qui essaient de monter dans la chaine de valeurs en incorporant une proportion toujours croissante de génie logiciel dans leurs activités, plutôt que le contraire. Cette évolution va en s accélérant avec la virtualisation de la base même de la microélectronique : le processeur est en passe de devenir une architecture programmable que l on peut configurer à sa guise en fonction des applications que l on envisage développer. D ores et déjà, la grande majorité des emplois de programmation logicielle sont du côté des systèmes embarqués, plutôt que du côté des ordinateurs ou des consoles de jeux. 1.2 Une industrie liée à la R-D Le domaine de l embarqué est lié à la R-D car, comme nous l avons noté, les entreprises de systèmes embarqués ont la particularité de fonctionner par projets discontinus et non par production permanente (voir Réutilisation des systèmes embarqués et La R-D : un «must»). Ce processus «artisanal» a suscité bien des problèmes de retard de livraison et de dépassement de coûts, en particulier en dédoublement de R-D, voire en R-D répétitive d un projet à l autre. La tendance à la réutilisation de matériel (module COM générique) et de logiciel (blocs IP) ne supprime pas la nécessité d innover, mais elle fournit la plate-forme standard, à partir de laquelle le concepteur peut se concentrer sur le domaine applicatif propre au client. Les systèmes embarqués ont partie liée avec la R-D : ce fait fondamental demeure. Mais la R-D se concentre en amont sur les algorithmes réutilisables de propriété intellectuelle et sur les systèmes complexes. Il y a déplacement et recadrage de la R-D. 1.3 Manque de main d œuvre qualifiée Le domaine des systèmes embarqués demeure mal aimé des étudiants en génie logiciel. Qui se dirige vers des études en informatique dans le but de travailler dans l embarqué? Peu de gens. Il y a un côté «glamour» dans les micro-ordinateurs et surtout dans les jeux vidéo que l autre informatique n a pas. Le domaine demeure dans l ombre et c est grave. Alliance CATA / Sciencetech Communication 1

2 En outre, bien des professionnels du logiciel hésitent à aller travailler dans une entreprise manufacturière (secteur utilisateur) où l informatique est une activité marginale. Comment avoir un plan de carrière dans une entreprise où le service informatique est exigu, sans responsabilité stratégique et loin de la prise de décision? Un séjour prolongé dans un tel milieu de travail peut même conférer une image négative quand viendra le moment de changer d emploi. 1 Il est reconnu que l ensemble du secteur des TIC manque de ressources humaines au Québec. Toutefois, la situation est plus accentuée dans le domaine de l embarqué pour les raisons que nous venons d indiquer. Cette situation n est pas propre au Québec. Les États-Unis et l Allemagne sont obligés de faire appel massivement à des professionnels formés à l étranger pour combler le manque de main d œuvre spécialisée en systèmes embarqués. Quand on sait les efforts que font les pays émergents comme l Inde pour récupérer sa main d œuvre installée à l étranger, on est en droit de conclure que le recours à l immigration n est pas une solution à long terme. 2 Une telle situation menace d inciter les entreprises québécoises (développeurs et utilisateurs) à impartir leurs activités à l étranger. Impact de la pénurie de main d œuvre En général, les employeurs auront très peu de difficulté, voire aucune, à pourvoir aux postes en TIC qui demandent moins de cinq ans d'expérience. Par contre, ils auront des défis de taille à relever dans le recrutement à des postes qui demandent cinq ans d'expérience et plus. Ces défis seront plus grands à l'extérieur de la région de Montréal, en raison de la taille relativement petite du bassin d'employés d'expérience où les employeurs peuvent recruter et de leur difficulté à convaincre ceux qui cherchent un emploi de déménager. Les défis de recrutement seront particulièrement importants pour les entreprises qui sont à la recherche de compétences de pointe. CTIC, Perspective pour le Québec, Il y a aussi une pénurie d emplois dans certains secteurs connexes aux systèmes embarqués : spécialistes de marketing et de ventes techniques. 1.4 Mutation en cours : course à la virtualisation Le domaine de l embarqué est en voie de virtualisation. Déjà, on estime à 70% des coûts de production d un projet de système embarqué, la partie imputable au logiciel et cette part va en augmentant. Jusqu à présent, on programmait les applications des systèmes embarqués. Désormais, on programme aussi la plate-forme matérielle qui se transforme en architecture logique. Les processeurs ARM sont vendus par Internet et peuvent être installés sur une base matérielle déjà existante. On y greffe des fonctionnalités commercialisées sous forme de blocs de propriété intellectuelle IP (des lignes de code informatique). 1 Douglas Lippoldt et Piotr Strysczowski, «Innovation in the Software Sector», OECD, 185 pages. Cf. p. 185 (note 2). 2 Au Québec, les professionnels formés à l'étranger comptent pour 7 à 8 % des professionnels des TIC, ce qui demeure très loin de la moyenne canadienne qui est de 14%. Conseil des technologies de l information et des communications, Perspective sur les ressources humaines dans le marché du travail des TIC , chap. 5 Perspective pour le Québec, Alliance CATA / Sciencetech Communication 2

3 Un avion, une voiture et demain l ensemble de notre équipement électroménager, se transforment sous nos yeux en autant de plates-formes logicielles qui vont évoluer à la vitesse frénétique de l informatique. Il sera possible de programmer à distance tout objet manufacturé. L Internet des objets qui se construit ne sera pas matériel, mais logiciel. La valeur ajoutée de notre industrie manufacturière réside dans ces lignes de code informatique qui vont être programmées au Québec ou importée d ailleurs. Et comme dans quelques années, on ne vendra plus d objets manufacturés qui ne soient pas intelligents, c est-à-dire enrichis par des systèmes embarqués, le Québec doit adopter au plus vite une politique de «tout-logiciel» s il entend conserver une industrie manufacturière. 1.5 Bonne nouvelle : la Chine est absente Mais pas pour longtemps! À l échelle internationale, les trois grands de l embarqué sont les États-Unis, le Japon et l Allemagne, trois pays qui ont une structure industrielle comparable au Canada et donc au Québec, avec une échelle salariale également comparable. La Chine n est pas dans le portrait : pas encore Car la Chine vise à s imposer dans cette industrie aussi. À preuve, les événements publics, conférence et expositions, sur les systèmes embarqués se multiplient en Chine. Shanghai a ouvert le feu en 2008 avec «Embedded China», qui a lieu tous les ans. L événement n est plus seul, tant s en faut : la conférence «Real-Time and Embedded Computing» a lieu elle aussi annuellement, mais à des mois différents à Beijing, Chengdu, Shenzhen et X ian. 3 Le Québec a donc quelques années, pas beaucoup si on en juge par la rapidité d exécution des stratégies industrielles chinoises, pour former les ingénieurs et les techniciens dont elle a besoin et se doter d une politique du «tout-logiciel» pour son secteur manufacturier entre autre, car le secteur minier est un grand consommateur de systèmes embarqués, l énergie aussi, même l agroalimentaire en fait un usage de plus en plus intensif (n oublions pas que 5% du volume de la production québécoise de l embarqué vont à des entreprises agricoles) Une industrie de proximité L industrie de l embarqué est marquée par la proximité en raison des interactions intenses qui régissent les relations entre le secteur utilisateur et les fournisseurs. Depuis la conception jusqu au prototypage, les allées et venues sont incessantes entre le donneur d ordre et le sous-traitant. Aussi ne faut-il pas s étonner si 54% du volume des ventes des entreprises québécoises de systèmes embarqués sont effectuées au Québec si on y ajoute les ventes à destination des autres provinces canadiennes, le volume monte même jusqu à 66%. Pourtant, cette proximité n est pas absolue. Elle prévaut en amont surtout (conceptiondéveloppement) et dans la fabrication de petites séries (quelques centaines ou quelques milliers d unités). Quand on parle de grandes séries, la concurrence des entreprises asiatiques de Services de production électronique (EMS) entre en jeu et la différence des coûts salariaux joue à plein. 3 Voir site Real Time Systems & Embedded Systems Trade Shows in China (Asia - Pacific) Voir ci-dessus la figure 29 - Segments de marché des principaux clients. Alliance CATA / Sciencetech Communication 3

4 Or, l exemple d IBM-Bromont et de Dalsa Microsystem montre qu il est possible de relever le défi de la concurrence internationale dans certains produits haut de gamme. La complexification croissante des semi-conducteurs de nouvelle génération (32 nanomètres et au-delà) requiert une intervention croissante au niveau du logiciel processus de virtualisation et donc de connaissances humaines hautement qualifiées. 2 Tendance dominante : La grande invasion L Alliance CATA dégage une tendance dominante de cette enquête : les systèmes embarqués sont la pointe d un phénomène plus vaste qui est l entrée de l informatique dans tous les secteurs industriels. Nous assistons aujourd hui à un phénomène comparable à ce qui se passait dans le secteur des télécommunications au cours des années 1980 et 1990 quand on numérisait les différentes parties du réseau : les terminaux, la transmission et la commutation. On qualifiait ce processus de convergence entre l informatique et les télécommunications. Ce mot poli de «convergence» évoquait un rapprochement d égal à égal entre les deux secteurs. Or nous avons vu ce qui est arrivé. Loin d une convergence bien ordonnée entre deux secteurs comparables, on a assisté à l invasion des télécommunications par l informatique. Les télécommunications étaient une industrie basée sur la longévité des équipements (un téléphone de Nortel était garanti pour 40 ans), l intégration industrielle, la hiérarchie administrative et l universalité du service. Ce bel ordonnancement a cédé la place au rythme frénétique de l informatique avec ses équipes de technophiles passionnés capables de travailler jour et nuit, mais aussi de s entredéchirer dans une concurrence impitoyable. L organisation pyramidale a cédé la place à la désagrégation permanente de la chaîne de valeurs en quête d une rentabilité immédiate avec, à la clé, des innovations à la chaîne et des ruptures technologiques répétées. En bref, Nortel n a pas commencé à fabriquer des ordinateurs. Nortel a disparu et c est Apple qui fabrique des téléphones meilleurs et plus polyvalents que tout ce dont avaient pu rêver les gens des télécommunications les plus audacieux. Tous les secteurs industriels vont devoir traverser les mêmes transformations que les anciennes télécommunications c est-à-dire subir les mêmes chocs. Secteur après secteur, toute l économie du Québec va être affectée par la déferlante informatique dont les systèmes embarqués sont la manifestation concrète. Voilà pourquoi, l Alliance CATA peut affirmer que la maîtrise des systèmes embarqués est cruciale pour l avenir de l industrie manufacturière québécoise. Les faits parlent d eux-mêmes : la moitié de nos entreprises de systèmes embarqués produisent pour le secteur manufacturier y compris l aérospatiale, l automobile et les transports, et aussi la microélectronique. Si on y ajoute l énergie et la santé, on prend la dimension du phénomène. Tous les secteurs d activités sont concernés. La grande invasion de l informatisation de l économie est en marche. Comment allons-nous y faire face? Alliance CATA / Sciencetech Communication 4

5 3 Essai de recommandations Un grand nombre de pays se sont déjà dotés ou envisagent de se doter de stratégies de déploiement des systèmes embarqués. Le succès spectaculaire de plusieurs économies asiatiques et de l Allemagne en témoignent. Les décideurs du Québec doivent agir sous peine de se laisser distancer. 3.1 Secteur privé Il appartient au secteur privé de prendre l initiative de formuler une stratégie d ensemble, en collaboration avec le secteur universitaire et collégial Plan d action québécois (Roadmap) Bien que, non directement axé sur les systèmes embarqués, le Centre de Collaboration MiQro Innovation (C2MI), peut servir de pôle d ancrage pour l industrie. Les composants sur lesquels il est appelé à travailler, peuvent revêtir une importance décisive. Mais ce n est pas acquis. Le C2MI a été créé à l initiative d IBM et de Dalsa. Pour remplir son rôle auprès de l industrie des systèmes embarqués, il va devoir apprendre à travailler avec des PME et même des TPE. En effet, une grande majorité des fournisseurs de systèmes embarqués sont de petite taille et c est encore plus vrai pour les éditeurs de blocs de propriété intellectuelle (IP). Il pourrait donc être utile de créer un plan d action québécois sur le modèle du «Nationale Roadmap» allemand. Élaboré par le C2Mi et les associations québécoises de microélectronique, en collaboration avec les universités et les Cégeps intéressés, ce plan d action pourrait ainsi coller à la réalité du terrain et favoriser l engagement des acteurs du secteur. L accent pourrait être mis sur le développement de l édition de blocs IP par les entreprises de systèmes embarqués, mêmes les plus petites, ainsi que par le secteur utilisateur. En effet, les enjeux du génie logiciel sont si étrangers à la mission centrale de certaines grandes entreprises utilisatrices, qu elles oublient même de capitaliser le travail intra muros effectué dans ce domaine! Il y a une valeur à systématiser la réutilisation des blocs IP, même à l interne de l entreprise. Le Plan d action pourrait ainsi définir, à titre d exemple (liste provisoire) : - les technologies du futur pour les grappes industrielles existantes au Québec; - les architectures de référence pour les systèmes embarqués; - la certification des blocs IP; - des normes de sécurité et de sûreté des systèmes embarqués; - les innovations en matière d interfaces interactives; - les modalités de coopération entreprise-entreprise et entreprise-université; - les structures à mettre en place pour favoriser les commandes coopératives, en particulier pour la fabrication. Alliance CATA / Sciencetech Communication 5

6 Pour des achats coopératifs Une façon de demeurer concurrentiel est de favoriser les achats coopératifs dès le stade de la conception jusqu à la fabrication. Les Chinois eux-mêmes se regroupent au niveau de la fabrication afin de procéder par achats communs de composants. Pour résister à cette vague de fond, il faut faire comme les Chinois, mais commencer plus tôt : dès la conception du projet, les aspects conjoints entre plusieurs compagnies du développement et les commandes pour des séries intégrées donc plus grandes auprès du fabricant. François Verdy-Goyette, CIMEQ,16 août Création d un Club des donneurs d ordre de l embarqué Le secteur utilisateur ne participe pas aux travaux des associations de microélectronique dans lesquelles il ne se reconnait pas. Quand les utilisateurs se réunissent dans leurs associations respectives, les systèmes embarqués ne représentent qu une préoccupation parmi d autres. De plus, la variété des associations ne favorise pas l échange inter-industries. Un regroupement des grands donneurs d ordre pourrait être organisé pour favoriser une démarche d harmonisation sur le plan technologique en relation avec les sous-traitants basés au Québec (dans la mesure où les donneurs d ordre font affaires avec des entreprises étrangères, la concertation pourrait déborder les frontières du Québec 5 ). Elle viserait à partager les bonnes pratiques entre plusieurs grappes industrielles stratégiques (aéronautique, matériel de communication, véhicules automobiles, sidérurgie, matériaux primaires non ferreux, etc.). Un des mandats initiaux de ce Club des donneurs d ordre de l embarqué pourrait être l identification des outils logiciels réutilisables d une entreprise à l autre et d un secteur à l autre, ce qui leur permettrait d optimiser leur investissement, voire de le rentabiliser, et permettrait à leurs fournisseurs de se renforcer Éducation Le lancement du programme emsyscan par CMC Microsystems est en passe de créer un environnement favorable à l embarqué dans le monde universitaire. Déjà, la création d un DESS en systèmes embarqués par l UQÀM atteste que l université bouge. La création du C2MI a Bromont nous envoie un signal fort. Le Québec va avoir besoin de diplômés hautement formés. Le moment est venu d aller plus loin et mobiliser l université. Trois moyens sont à explorer qui ne sont pas exclusifs les uns des autres : - Création d un Institut de l embarqué sur le modèle de l Institute for Communication technologies and Embedded systems (ICE) d Aix-la-Chapelle ou de l Institute of Embedded Systems/Real-Time Systems de l Université d Ulm En fait l Allemagne est couverte de ces instituts et cela déborde chez ses voisins immédiats. Les Pays-Bas ont créé leur propre 5 Une distinction pourrait être faite entre les entreprises situées dans les autres provinces canadiennes et les entreprises étrangères. Les entreprises canadiennes qui le souhaitent pourraient être consultées ou même associées aux travaux du Club des donneurs d ordre). 6 Un tel organisme existe en France. Briques Génériques du Logiciel Embarqué, idem, cf. p. 21. Alliance CATA / Sciencetech Communication 6

7 Embedded Systems lnstitute (ESI) à Eindhoven, bien sûr, la ville de Philips. L ESI néerlandais est très vite devenu un des leaders de l Union européenne. La Suisse a créé son Institute of Embedded Systems à Winterthur (affiliée à l Université des sciences appliquées de Zurich). Les États-Unis ne sont pas en reste. Évoquons seulement le Center for Embedded Systems géré conjointement par la National Science Foundation (NSF), les universités (Arizona State University et Southern Illinois University) et le secteur privé (Intel, Qualcomm, Caterpillar, Toyota ), le Center for Robotics and Emebedded Systems (CRES) de l Université de Californie du Sud-Viterbi à Los Angeles, ou encore le Center for Hybrid and Embedded Software Systems (CHESS) à Berkeley. - Création d un département du génie des systèmes embarqué comme à l Institut für Technische Informatik de l Université de Stuttgard. - Ou encore, la création d une chaire en systèmes embarqués comme celle créée par le Karlsruhe Institute of Technology. Une telle politique n est pas une spécialité allemande ou américaine. Il existe des Instituts des systèmes embarqués en Inde, Singapour, Hong-Kong, etc. 3.3 Secteur public Il a été observé que le secteur de l embarqué est lié à la R-D et, par voie de conséquence, à l Université ainsi qu à certains Cégeps. Une attention toute spéciale doit être apportée à l aide à la R-D (crédits d impôts), à la coopération entreprise-université/collège ainsi qu à la formation. Pourtant, cette attention seule ne serait pas suffisante. Il faut y inclure en priorité une action gouvernementale coordonnée Politique d achat intelligent Le gouvernement du Québec a tout à gagner à mettre en place une politique d achats publics basée sur l'innovation en deux volets : - Les ministères stratégiques reçoivent la mission de publier leurs prévisions d achats à long terme. À cette fin, ces ministères sont encouragés à mettre en place des dispositifs de concertation avec les fournisseurs, y compris les TPE en matière de systèmes embarqués. Cette concertation devrait être effectuée à la fois sur une base sectorielle et intersectorielle. - Les appels d offre et de propositions qui concernent les systèmes embarqués doivent inclure le critère de «meilleure technologie disponible» utilisée par le gouvernement allemand dans le secteur environnemental, en lieu et place du critère de plus bas soumissionnaire. Cette méthode a permis à l Allemagne de devenir le leader mondial en matière d énergie photovoltaïque Aide à l innovation ciblée L approche de l aide à l innovation par crédits d impôts sur la R-D est actuellement en cours de révision par le gouvernement fédéral. Sans vouloir nous prononcer sur le bien-fondé des crédits d impôts à la R-D ou d éventuelles mesures de substitution, nous tenons à faire prévaloir la notion Alliance CATA / Sciencetech Communication 7

8 d aide ciblée. Cette recommandation va d ailleurs dans le sens des résultats de recherche du Centre sur la productivité et la prospérité de HEC Montréal. 7 Loin de vouloir préconiser une politique de sélection des technologies gagnantes, notre but est d inciter les gouvernements à concentrer leurs efforts sur le petit groupe de priorités qui peuvent «faire la différence». L autre informatique n est pas une technologie, c est un faisceau de multiples technologies, procédés et à la limite de manières de penser, qui a pour effet de modifier toutes les industries. 7 «Il ressort que le Canada serait le deuxième pays le plus généreux en matière de financement public de la R et D parmi les pays membres de l OCDÉ analysés. Or, ces programmes seraient trop généreux et pourraient être à la source d un effet d éviction sur les investissements privés en R et D. De plus, le financement public indirect est privilégié au pays, alors qu il aurait moins d impact que le financement public direct. Ces deux constats pourraient donc expliquer pourquoi le Québec et le Canada n obtiennent que de faibles résultats en matière de nombre de demandes de brevet déposées par million d habitants.» Robert Gagné et Pierre-Olivier Lachance, «La performance québécoise en innovation», avril 2011, 35 pages. Cf. p. 33. Alliance CATA / Sciencetech Communication 8